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基于p-y曲线法的铁路桥梁桩基础抗震性能分析
| 论文题名： | 基于p-y曲线法的铁路桥梁桩基础抗震性能分析 |
| 关键词： | 铁路桥梁;桩基础;抗震性能;p-y曲线 |
| 摘要： | 按照我国目前对于桥梁下部结构的抗震设计思路，多把桥墩设计成为地震作用下的受损构件，而承台下的群桩基础则设计为能力保护构件，认为主要的弹塑性变形只发生在墩身，桩基础则只考虑弹性范围内的变形。尽管按照这样的设计思路可以避免由于桩基础所处地面以下的隐蔽位置而不便于修复的问题，但是这样也会造成桩基础设计标准过高，给设计增加了难度，同时也会导致极大的浪费，而且即使如此，震害调查结果显示，在大震作用下，桩基础也会受到不同程度的损伤。鉴于此，本文基于p-y曲线法尝试对铁路桥梁桩基础的抗震性能进行分析，完成的主要工作有: (1)对土—桩—结构相互作用的研究历史与现状进行了说明，对其主要分析方法分类总结;总结了p-y曲线法的基本理论及各种p-y曲线的计算方法，通过对现场试验和动力离心机试验建模对比，验证了p-y曲线法在模拟桩—土相互作用方面的有效性。 (2)对于桥梁下部结构设计中采用的一项重要指标—位移延性系数进行了相关参数分析。分别选取单桩基础和桥墩—群桩基础，主要分析参数包括轴压比、墩高、桩径、纵向钢筋比、土壤不排水抗剪强度以及p-y曲线形状参数，分析汇总了各参数对桩基础位移延性系数的影响规律。 (3)对桥墩—群桩基础系统的抗震性能进行了分析评估。因为系统各部分在地震作用下是否进入弹塑性状态会因各构件能力的强弱不同而不同，给出了破坏模式的分类以及判定方法。 Pushover分析和能力谱法是基于性能的抗震设计中关键的分析方法，研究了不同侧向荷载分布模式对Pushover曲线的影响，结果表明对于桥梁结构的Pushover分析，宜采用墩顶集中力加载模式;研究了不同的能力谱构建方法，同时经过与时程分析方法结果的比对，发现当系统为基础破坏模式时，FEMA440所述方法较其他所述方法更为准确，且其误差可以一定程度上满足要求。 针对目前我国铁路桥梁中规则的重力式墩体简支梁桥，推导出了一种简化的地震反应分析方法，比对了时程分析计算结果，验证了方法有效性;当考虑将桩基础作为系统中受损的构件时，按照我国铁路工程抗震设计规范建议的三级抗震性能要求，从不同角度出发，建立起三种评估方法及对应的指标范围，并结合工程算例对其在设计地震和罕遇地震作用下所处的状态进行了评估。 |
| 作者： | 尤洋 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 赵冠远 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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